《Food and Chemical Toxicology》：Nanoplastics induce β-cells dysfunction via the p-AKT/c-FOS/c-JUN signaling axis
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•本研究提供了基于人群的证据，表明纳米塑料（NPs）暴露与β细胞功能障碍有关联。•纳米塑料暴露后，β细胞的结构和功能受损；•p-AKT/c-FOS/c-JUN 信号轴可能在纳米塑料诱导的β细胞功能障碍中发挥重要作用。引言当塑料暴露于紫外线辐射和生物降解时，会分解成直径小于 1
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本研究提供了基于人群的证据，表明纳米塑料（NPs）暴露与β细胞功能障碍有关联。
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纳米塑料暴露后，β细胞的结构和功能受损；
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p-AKT/c-FOS/c-JUN 信号轴可能在纳米塑料诱导的β细胞功能障碍中发挥重要作用。
引言
当塑料暴露于紫外线辐射和生物降解时，会分解成直径小于 1000 纳米的纳米塑料（NPs）。纳米塑料可以通过多种方式进入体内，其中瓶装水摄入被认为是体内纳米塑料积累的重要途径(1)。例如，喝一杯 500 毫升塑料杯装的热咖啡或热奶茶会向体内释放约 5000 亿个纳米塑料颗粒(2)。因此，纳米塑料对健康的潜在影响值得更多关注。现有研究表明，暴露于纳米塑料会影响葡萄糖代谢。在剂量为 5 和 15 mg/kg 的情况下暴露于聚苯乙烯纳米塑料（PS-NPs）8 到 16 周后，小鼠肝脏出现显著的胰岛素抵抗，同时空腹血糖水平升高3, 4。
有趣的是，纳米塑料不仅在肝脏中检测到，在胰腺中也能检测到(3)，并能抑制胰岛素分泌(5)，这表明β细胞是纳米塑料毒性的关键靶点，但具体机制尚不清楚。越来越多的证据表明，p-AKT/c-FOS/c-JUN 信号轴在调节β细胞功能中起核心作用。例如，暴露于纳米塑料会降低雌性小鼠卵巢细胞和初级颗粒细胞中 p-AKT 的水平(6)，并增加秀丽隐杆线虫(7) 和小鼠肝脏(8) 中 AKT 的水平。同时，暴露于纳米塑料还会下调小鼠后代视网膜中 c-FOS(9) 和小鼠肠道中 c-JUN(10) 的水平。尽管上述发现尚未在β细胞中得到验证，但它们表明纳米塑料暴露可能通过 p-AKT/c-FOS/c-JUN 信号轴损害β细胞功能，这需要更多证据来证明。
由于纳米塑料暴露可能损害β细胞功能，且饮食干预已被证明对控制血糖水平有显著效果(11)。研究表明，作为一种有效的饮食干预，谷氨酰胺（Gln）补充可以防止血糖水平升高12, 13, 14。然而，尚无研究确认 Gln 补充能否通过 p-AKT/c-FOS/c-JUN 信号轴挽救纳米塑料对β细胞功能造成的损害。
研究证明，瓶装水通常含有高浓度的 PS-NPs，甚至可达每毫升 108 个颗粒，因此在无法进行直接生物测量的情况下，大规模流行病学研究广泛接受瓶装水摄入量作为纳米塑料暴露的可靠替代标志物(15)。本研究利用美国国家健康与营养检查调查（NHANES）数据库，以瓶装水摄入量为指标评估纳米塑料暴露，以揭示纳米塑料暴露与空腹血糖和胰岛素水平之间的关联。体外实验用于验证纳米塑料诱导的β细胞功能障碍可能是通过 p-AKT/c-FOS/c-JUN 信号轴发生的，并且 Gln 补充可以挽救这种损害。这些发现将为预防纳米塑料暴露引起的风险和制定干预措施提供理论基础。然而，需要更多基于人群的证据，如直接测量体内纳米塑料含量，以进一步阐明纳米塑料暴露与β细胞功能障碍之间的关联，并且需要进行体内实验来进一步确认潜在机制。
章节摘要
参与者人口统计特征
本研究包括 4944 名参与者，平均年龄为 43 ± 15.63 岁。瓶装水摄入量的对数值为 6.76 ± 0.79 mL/天，空腹血糖和胰岛素的对数值分别为 1.76 ± 0.24 mmol/L 和 4.11 ± 0.75 pmol/L。本研究参与者的详细基线特征总结于表 1 中。
更高的瓶装水摄入量影响空腹血糖和胰岛素水平
采用多元线性回归分析瓶装水摄入量与空腹血糖和胰岛素之间的关系
讨论
本研究首先探讨了瓶装水摄入量（作为体内纳米塑料暴露水平的指标）与空腹血糖和胰岛素水平之间的关系。结果显示，瓶装水摄入量与空腹血糖水平呈显著正相关，与胰岛素水平呈负相关。然后，体外实验结果表明，纳米塑料通过 p-AKT/c-FOS/c-JUN 信号轴破坏了β细胞的结构和功能，并且
结论
人群调查数据分析显示，纳米塑料暴露与空腹血糖水平呈正相关，与胰岛素水平呈负相关，表明纳米塑料暴露可能导致β细胞功能障碍。体外实验表明，纳米塑料通过 p-AKT/c-FOS/c-JUN 信号轴损害β细胞，而外源补充 Gln 可以通过调节该信号轴挽救这种损害。
研究设计
本研究使用了 2005–2018 年的 NHANES 数据。本研究的纳入和排除标准如下：(1) 纳入具有完整瓶装水摄入量、空腹血糖水平和胰岛素水平数据的参与者；(2) 排除缺乏人口统计信息、身体质量指数（BMI）、身体活动或其他协变量的参与者，以及年龄小于 20 岁和怀孕的参与者。最终，4944 名参与者被纳入我们的分析（图 7）。
CRediT 作者贡献声明
Xiao-Feng Zhang：写作 – 审阅与编辑，监督，概念化。Sheng-Yuan Wang：写作 – 审阅与编辑，监督，概念化。Hong-Zhan Liu：写作 – 原稿撰写，方法学，形式分析，概念化。Xin-Yang Wang：写作 – 原稿撰写，方法学，形式分析，概念化
资金"
本工作由 基础科学 研究基金资助 黑龙江省高等教育机构的 Xin-Yang Wang（2024-KYYWF-0295），黑龙江省博士后科研启动基金资助 Xin-Yang Wang（21042240084）
利益冲突声明
? 作者声明，他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些情况可能会影响本文报告的工作。
致谢
感谢 NHANES 提供用于分析的汇总统计数据。
Xin-Yang Wang|Hong-Zhan Liu|Sheng-Yuan Wang|Xiao-Feng Zhang
